干果中活性組分分離提取的研究進展

馬紅英，王騰達，吳斌，林江麗*，阿合也力開·葉爾肯，駱禹璐

1. 新疆大學化學學院（烏魯木齊 830046）；2. 新疆大學化工學院，石油天然氣精細化工教育部重點實驗室（烏魯木齊 830046）；3. 新疆農業科學院農產品貯藏加工研究所（烏魯木齊 830091）

常見的干果有紅棗、核桃、杏干、葡萄干、蘋果干、芒果干、草莓干和蔓越莓干。干果中含有具備生物活性、有益健康的多種化合物，干果中的多糖能夠抗氧化和抗炎[1]*，黃酮類物質對過敏有抑制作用[2]*，酚類化合物對一些疾病有預防作用[3]*，萜類化合物有抗病毒和抗癌活性[4]*。隨著人們健康意識的增強，日常生活中，干果越來越受廣大消費者青睞。隨著經濟的迅速發展，社會物質生活水平的不斷提高，直接食用干果不能滿足人們對健康生活品質的要求，高品質干果及干果類功能性產品的市場需求量逐年增加。另外，由于生物活性物質在改善健康狀況和降低疾病風險方面發揮重要作用，所以干果是功能性食品開發的來源之一[5]*。所謂功能性食品是指因其某些成分具有預防人體疾病、機體防御功能、調節生理節律和促進康復等功能的工業化食品[6]*。因此，為充分發揮干果中活性物質的功能性作用，使其更好地應用于功能性食品的研發，促進人類身體健康，對干果中不同活性物質的分離提取具有重要作用，為研究和開發干果的功能性產品提供理論支撐和研究基礎。

干果中活性物質的分離提取方法主要有溶劑提取法、熱水提取法、索氏提取法、超聲提取法、微波提取法、酶提取法、硅膠色譜法、高效液相色譜法等。因為干果中活性組分種類較多，含量較少，分離提取存在一定難度，且干果中活性物質的分離提取過程還存在提取率不高、活性物質結構易被破壞、難以保持原有生物活性及難以符合綠色環保、成本低的要求等問題，故著重對干果中的多糖、黃酮、酚類化合物和萜類化合物的分離提取方法的研究進行總結。同時，對干果中活性組分分離提取的各種方法進行討論、比較和評價。

1 干果中多糖的分離提取

多糖是糖單元連接在一起而形成的長鏈聚合物，超過20個單糖的聚合物稱為多糖[7]*。多糖既是人體內重要的生物大分子，也是維持生命活動正常運轉的基本物質。大部分干果中的多糖都具有抗氧化、抗病毒和抗腫瘤等多種生物活性[8]*。因此，從干果中提取多糖引起不少科學家的興趣。從干果中分離提取多糖的方法主要有溶劑提取法、熱水提取法、超聲波輔助提取法、微波輔助提取法和超聲輔助雙水相萃取法（UAATPE）等方法。

Li等[9]*采用超聲波輔助提取法（CZPU）和熱水提取法（CZPH）分別提取駿棗多糖，并測定其多糖產量，使用苯酚-硫酸比色法對樣品碳水化合物含量進行分析，研究發現超聲使多糖的產量從6.23%增加到7.95%，超聲輔助法較熱水提取法有縮短提取時間、提高提取效率、提高駿棗多糖質量等特點，同時，利用氣相色譜檢測2種方法提取的多糖的組成以及各組分的含量，結果表明CZPU和CZPH均由阿拉伯糖、鼠李糖、葡萄糖、半乳糖和甘露糖組成。然而，CZPU的摩爾比為5.46∶4.96∶5.17∶2.63∶1，CZPH的摩爾比為5.46∶4.89∶3.65∶2.54∶1。超聲輔助法提取的多糖比熱水法提取的多糖的抗氧化活性更強。

Ji等[10]*通過UAATPE高效、快速地提取大棗多糖，UAATPE不僅有效提高棗多糖的提取率，同時可將醇溶性多糖和水溶性多糖進行分離。用超聲輔助提取后，冷卻，過濾，得到易溶于富鹽底相的含羧基的水溶性多糖，蒸發去除溶劑后，進一步分析多糖組成，最終大棗多糖提取率為8.18%；利用氣相色譜檢測多糖的組成及比例，結果表明，大棗多糖由鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖、半乳糖和半乳糖醛酸組成，比例分別為1.46∶2.47∶2.27∶1.12∶1.00∶1.57∶5.40，證明大棗多糖具有中度抗氧化活性。

Farida等[11]*采用微波輔助方法，以蒸餾水為提取劑從阿爾及利亞棗果肉和果皮中提取粗多糖，提取率達13.98%±1.55%；通過紅外光譜分析多糖的組成，其多糖提取物有很強的自由基清除活性和較強的抗炎作用；該方法的優點是操作時間短，保留蒸餾水提取物的抗氧化和抗炎活性。

2 干果中黃酮的分離提取

黃酮類化合物是一類存在于植物葉、莖、根、花和種子中的植物次生代謝產物[12]*。它具有顯著功能活性，能夠抗病毒、抗過敏、降脂、抗菌和抗炎及預防心腦血管疾病等[13]*。因黃酮的結構復雜，從植物中提取黃酮還沒有通用型的方法，現有文獻報道從干果中分離提取黃酮的方法主要有溶劑提取法、超聲輔助提取法，微波輔助提取法、酶輔助提取法和超臨界流體萃取法等方法。

?anadanovi?-Brunet等[14]*采用溶劑提取法，以杏干粉末為原料，以80%乙醇為溶劑，在一定時間下從杏干中提取黃酮，并采用亞硝酸鈉-三氯化鋁-氫氧化鈉法，利用紫外可見分光光度計測定黃酮含量。試驗結果表明杏干中總黃酮類化合物含量為218.45±14.14 mg R/100 g DA。該研究表明，杏干表現出良好的自由基清除活性，且其是食品工業中保質期較長的功能性食品成分。

Rajaei等[15]*因為超聲輔助法是一種快速、環保和高效地從固體植物基質中提取各種組分的方法，采用超聲輔助法以甲醇為溶劑提取伊朗棗果肉和棗核中的黃酮，甲醇提取物在超聲條件下進行再次萃取，最終獲得高品質、高產量的提取物。采用分光光度法分別測定棗漿和棗核提取物的總黃酮含量（TFC），果肉的總黃酮含量為71.53±0.36 mg槲皮素/g DW，棗核的總黃酮含量為9.77±0.01 mg槲皮素/g DW。果肉提取物的TFC高于棗核提取物。該研究還表明，紅棗具有良好的抗氧化性能和沒有細胞毒性活性，可用于制備不同用途的功能性生物活性成分。

Liu等[13]*研究水-水浴（W-WB）、乙醇-水浴（EWB）、低共熔溶劑-超聲輔助提取（DES-UAE）、低共熔溶劑-微波輔助提取（DES-MAE）和低共熔溶劑-酶輔助提取（DES-EAE）5種不同方法提取大棗黃酮，總黃酮含量用亞硝酸鈉硝酸鋁比色法測定，采用超高效液相色譜（UHPLC）法對紅棗提取物中的不同黃酮類化合物進行定量。研究發現，五種方法中DES-MAE提取的總黃酮含量最高，可達8.03 mg/g。從大棗中鑒定出15種黃酮類化合物。E-WB和DES-UAE方法提取的蘆丁量分別為66.88±1.58 μg/g和45.23±3.22 μg/g。研究表明，DES-UAE方法可有效減少某些黃酮類化合物在不同條件下的降解，且保持黃酮類化合物的生物利用率和穩定性，它是一種高效、環保的提取紅棗黃酮的方法。

3 干果中酚類化合物的分離提取

酚類化合物是一種具有不同化學結構和功能的次生代謝物[16]*。酚類化合物是干果中一類重要的生物活性物質[17]*。研究表明，食用富含多酚的食物能夠預防糖尿病、心血管疾病、神經退行性疾病以及癌癥等疾病，多酚還可促進腸道微生物群的生長[18]*。因此，近年來，有關干果中酚類化合物的提取分離及其應用的相關研究日益增多。已報道從干果中分離提取酚類化合物的方法主要有溶劑提取法、超聲波提取法、索氏提取法和超高效液相色譜-串聯質譜法（UHPLC-MS/MS）等。

Trandafir等[19]*分別采用超聲波輔助提取和索氏提取2種方法，并分別用甲醇和乙醇兩種溶劑提取全脂核桃仁和脫脂核桃仁中總酚，并利用Folin-Ciocalteu試劑，通過量熱法測定提取物中總酚含量，采用高效液相色譜共分離檢測到酚類化合物17種。研究結果表明，以甲醇為溶劑，索氏提取法從脫脂核桃仁中提取的總酚含量最高，達2 089.2 mg GAE/100 g；取相同原料和溶劑，超聲輔助法提取的總酚含量為1 426.8 mg GAE/100 g。在使用相同溶劑提取時，超聲波輔助提取速度快，但索氏提取的總酚濃度、酚類物質分離效率更高。全脂核桃仁和脫脂核桃仁酚含量高及具有較高的高抗氧化潛力。

Escobar-Avello等[20]*研究比較3種不同葡萄干品種（湯普森無核葡萄干、馬斯喀特葡萄干和蘇丹娜葡萄干）中的酚類物質；采用超聲輔助法提取葡萄干中的多酚，利用液相色譜-電噴霧電離混合線性離子阱四極軌道質譜（LC/ESI LTQ Orbitrap MS）對總多酚的酚類物質進行分析檢測，共鑒定出有酚類化合物45種；Folin-Ciocalteu方法表明，所分析的3種葡萄干中的多酚含量均較高。總多酚水平在327～664 mg GAE/100 g，其中馬斯喀特葡萄干的酚含量最高（664±15 mg GAE/100 g）；提取物中最具代表性的酚類化合物是酚酸（羥基苯甲酸和羥基肉桂酸）和類黃酮（黃烷醇、黃烷酮和黃酮醇）。研究結果有益于對不同葡萄干品種健康特性的探究。

Shen等[18]*采用超聲輔助法，以不同比例的甲醇、乙醇和水為提取溶劑，從3種核桃仁及其膜中提取酚類化合物，并利用UHPLC-MS/MS對提取的酚類化合物進行定性定量分析。鑒定出核桃仁及其膜中的40種酚類目標化合物，這些目標物質中酚類化合物含量均為299.00～4 582.92 μg/g（3種核桃樣品）。UHPLC-MS/MS法不僅對核桃，而且對其他堅果中酚類化合物的提取和測定也非常有效。該方法還被應用于商品核桃樣品中40種酚類目標化合物的分析。

4 干果中萜類化合物的分離提取

萜類化合物是一類有著芳香氣味的植物型天然化合物，具有抗癌、抗病毒、抗菌和抗過敏等生物活性，廣泛應用于化妝品、食品、醫藥等領域[21-23]*。葡萄干、蔓越莓干和紅棗等干果中含有豐富的萜類化合物，因此從干果中分離提取萜類化合物成為研究熱點之一。從干果中分離提取萜類化合物的方法有溶劑提取法、超聲輔助提取法、硅膠色譜法、半高效液相色譜、高效液相色譜法等。

Zhang等[24]*采用溶劑提取法，以乙醇、甲醇為溶劑從蘋果干、杏干、芒果干、草莓干、紅葡萄干、綠葡萄干和蔓越莓干等17種商業干果中提取齊墩果酸（OA）和熊果酸（UA）2種天然的三萜類化合物，并通過薄層色譜法檢測和確定干果中是否含有OA和UA，利用高效液相色譜法對各種干果中的OA和UA含量進行分析，結果表明，葡萄干中的OA含量高于所研究的其他水果，其中綠色葡萄干中的OA含量最高（79.0 mg/100 g）。葡萄干中只含有OA，而蔓越莓干、藍莓干和櫻桃干中同時含有OA和UA。在蔓越莓干中檢測到最高水平的UA（65.9 mg/100 g），其OA水平也相對較高（17.8 mg/100 g）。OA和UA具有抗腫瘤和抗肝炎等預防作用，因此，葡萄干和蔓越莓干可以作為口服OA和UA的豐富來源。

Liu等[25]*用乙醇處理葡萄干，用乙酸乙酯和正丁醇連續分離3次，經硅膠色譜、半高效液相色譜和高效液相色譜從葡萄干中分離、純化并鑒定出三萜類化合物7種，其中包括3種新的三萜類化合物。新的三萜類化合物是齊墩果酸型和熊果酸型五環三萜，分別為3β, 13β-二羥基-12, 13-二氫齊墩果酸（1），3β, 12β,13β-三羥基-12, 13-二氫齊墩果酸（2，TOA）和3β,13β-二羥基-12, 13-二氫熊果酸（7）。研究表明新型三萜TOA具有強大的抗氧化和抗增殖活性。

Song等[26]*以乙醇為溶劑，采用超聲波輔助提取棗果總三萜，通過香草醛-高氯酸測定法測定總三萜含量（TTC），運用響應面法（RSM）優化該提取工藝，在最佳條件下，三萜產率為19.21±0.25 mg/g；通過UPLC-MS對99個棗品種提取物的三萜酸譜進行分析；白樺酸、山梨醇酸、馬斯林酸、齊墩果酸和熊果酸是不同品種棗中的主要三萜酸；主要三萜酸含量與抗氧化活性之間存在顯著的正相關。研究表明，UAE是從棗中提取三萜類化合物的有效方法。研究結果對棗果的品質評價和工業應用具有重要指導意義。

5 結論與展望

綜上所述，從干果中分離提取活性物質，提取方法不同，提取率和活性也稍有不同。從干果中分離多糖、黃酮、酚類及萜類化合物等生物活性成分的方法中，傳統的溶劑提取法和索氏提取法，其操作簡單，成本較低，但提取時間長，溶劑用量大，提取效率較低，有機溶劑對環境有害；而超聲輔助提取法則能夠降低化合物的分解程度，提高化合物在提取液中的溶解度，具有提取效率高，提取時間短，溶劑用量少且提取的活性成分品質較高等優勢，但生產成本較大；微波輔助法是一種操作時間短，提取物活性較高，但對試驗設備要求高，故不利于工業化生產的方法；酶輔助提取法具有提取物產率高，活性較高，但提取過程因素影響較多的特點；低共熔溶劑-超聲輔助提取法雖然提取時間短、提取率高，但低共熔溶劑的選擇和合成較為復雜且成本較高，限制其在工業中的廣泛應用。由此可見，高效的分離提取工藝是從干果中得到高純度活性組分的關鍵。且單一方法獲得的活性組分通常存在產率較低，活性較差等不足，因此通常需要結合多種技術實現活性成分的高產率、高生物活性等。

近年來，從植物中提取分離活性組分的方法趨向于多種提取方法相結合，如超聲輔助酶法[27]*、超聲輔助堿法[28]*、超聲-微波輔助法[29]*和離子液體的超聲波輔助提取[30]*等，多種提取方法的結合可更加高效的從植物中提取活性組分。因此，利用多種提取方法相結合的方式是從干果中簡單、高效、低成本、綠色環保的分離提取活性組分的發展方向之一，該研究方向具有巨大潛力。